(57)【要約】【課題】基板とチップの間に付与された樹脂、とくにそのフィレット部分を迅速に加熱硬化させることで、不具合を生じさせることなく効率よく短時間のうちに付与樹脂全体を目標とする形態に硬化させることが可能な実装方法および装置を提供する。【解決手段】基板とチップとの間に樹脂を塗布し、該基板とチップを圧着し、前記樹脂をチップの側面にフィレットが形成されるまで押し拡げるとともに加熱手段による加熱によって樹脂を硬化させる実装方法において、チップを保持するチップ保持ツールに設けられた熱風吹出孔より、チップの周囲に形成された前記フィレットに向けて熱風を吹きつけ、該フィレットを硬化させることを特徴とする実装方法、および実装装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とチップとの間に樹脂を塗布し、該基板とチップを圧着し、前記樹脂をチップの側面にフィレットが形成されるまで押し拡げるとともに加熱手段による加熱によって樹脂を硬化させる実装方法において、チップを保持するチップ保持ツールに設けられた熱風吹出孔より、チップの周囲に形成された前記フィレットに向けて熱風を吹きつけ、該フィレットを硬化させることを特徴とする実装方法。
【請求項２】
前記熱風吹出孔への熱風の供給経路を前記チップ保持ツールに組み込まれた加熱手段内部または加熱手段直近部に形成し、該加熱手段により加熱された熱風を前記フィレットに向けて吹きつける、請求項１の実装方法。
【請求項３】
前記吹きつけ熱風をフィレット面に直接当てる、請求項１または２の実装方法。
【請求項４】
前記加熱手段としてセラミックヒータを用いる、請求項１〜３のいずれかに記載の実装方法。
【請求項５】
基板とチップとの間に樹脂を塗布し、該基板とチップを圧着し、前記樹脂をチップの側面にフィレットが形成されるまで押し拡げるとともに加熱手段による加熱によって樹脂を硬化させる実装装置において、チップを保持するチップ保持ツールに、チップの周囲に形成された前記フィレットに向けて熱風を吹きつける熱風吹出孔を設けたことを特徴とする実装装置。
【請求項６】
前記熱風吹出孔への熱風の供給経路が、前記チップ保持ツールに組み込まれた加熱手段内部または加熱手段直近部に形成されている、請求項５の実装装置。
【請求項７】
前記熱風吹出孔が、吹きつけ熱風をフィレット面に直接当てるべく、傾斜延設されている、請求項５または６の実装装置。
【請求項８】
前記チップ保持ツールが、チップを直接保持するチップ保持アッタチメントと該チップ保持アッタチメントに連接され前記加熱手段が組み込まれた加熱ツール部とからなり、前記熱風吹出孔が前記加熱ツール部に設けられている、請求項５〜７のいずれかに記載の実装装置。
【請求項９】
前記チップ保持アッタチメントあるいは少なくともそのチップ保持面が、チップサイズよりも小さく形成されている、請求項８の実装装置。
【請求項１０】
前記加熱手段がセラミックヒータからなる、請求項５〜９のいずれかに記載の実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にチップを実装する実装方法および装置に関し、とくに、基板とチップの間に樹脂（アンダーフィル剤とも言う。）を付与する場合にその樹脂を不具合を生じさせることなく効率よく硬化させることが可能な実装方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にチップを実装する実装工程においては、互いに接合される基板の電極およびチップのバンプ等の周囲に樹脂（例えば、非導電性樹脂）を充填して硬化させ、外部に対する絶縁性を確保するとともに接合強度を補強する方法が知られている。このような方法においては、通常、基板とチップとの間に樹脂を塗布し、基板とチップを圧着する際に塗布樹脂を押し拡げ、両者間に樹脂を十分に充填させるとともに、チップの側面にフィレットと呼ばれる樹脂はみ出しを形成して外部に対するシール性、絶縁性を強化できるようにしている。付与された樹脂は、通常、加熱により硬化され、加熱には、チップあるいは基板保持手段に組み込まれたチップあるいは基板加熱用の手段、とくに、ヒータが、兼用されることが多い。
【０００３】
ところが、上記のような実装方法においては、チップあるいは基板保持手段に組み込まれたヒータにより樹脂を加熱する場合、チップ面に接している樹脂が先に硬化されやすく、チップ側面部に位置するフィレット部分は外気に触れるため硬化が遅れやすい。付与樹脂の部位によって硬化時間がばらつくと、樹脂硬化工程全体としての必要時間の管理が困難になる。また、フィレット部分の硬化が遅れると、それだけ樹脂硬化工程に要する時間が長くなり、実装工程全体のタクトが長くなって、生産性が低下することにもなる。
【０００４】
また、樹脂の硬化が遅れると、チップ周囲（チップ側面部）を未硬化樹脂が這い上がり、フィレットが不必要な高さにまで形成されてしまい、樹脂が、チップを保持しているツールに付着してしまうという不具合を招きやすい。
【０００５】
このような問題に対し、良好な形状のフィレットを形成するために、フィレット部分に向けて紫外線あるいは熱線を照射してフィレット部分の樹脂硬化を促進するようにした実装方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−３０８１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、紫外線あるいは熱線をフィレット部分に照射するので、実装装置本体およびその制御装置が複雑化し、かつ、紫外線あるいは熱線の照射では硬化速度の向上に限界があるという問題が残されている。
【０００７】
この点、本発明者らは、熱風による硬化の方が、簡単な機構で硬化速度の向上が容易であり、しかも、セラミックヒータ等の加熱手段を用いれば熱風の急速加熱も容易に行うことができることに着目し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の課題は、基板とチップの間に付与された樹脂、とくにそのフィレット部分を迅速に加熱硬化させることで、不具合を生じさせることなく効率よく短時間のうちに付与樹脂全体を目標とする形態に硬化させることが可能な実装方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る実装方法は、基板とチップとの間に樹脂を塗布し、該基板とチップを圧着し、前記樹脂をチップの側面にフィレットが形成されるまで押し拡げるとともに加熱手段による加熱によって樹脂を硬化させる実装方法において、チップを保持するチップ保持ツールに設けられた熱風吹出孔より、チップの周囲に形成された前記フィレットに向けて熱風を吹きつけ、該フィレットを硬化させることを特徴とする方法からなる。
【００１０】
この実装方法においては、上記熱風吹出孔への熱風の供給経路を上記チップ保持ツールに組み込まれた加熱手段内部または加熱手段直近部に形成し、該加熱手段により加熱された熱風を上記フィレットに向けて吹きつけることが好ましい。これにより、所定の温度に迅速かつ効率よく加熱された熱風が、フィレット硬化のために使用される。また、吹きつけられる熱風は、フィレット面に直接当てられることが好ましく、それによって、フィレット硬化のための加熱効率が向上される。フィレット面への熱風の吹きつけ角度は、フィレット面に対して垂直あるいはそれに近い角度でもよく、フィレット面に対して斜め方向から吹きつけてもよい。
【００１１】
上記加熱手段としては、加熱時間の短縮化のために、極力急速加熱可能な手段であることが好ましく、例えば、セラミックヒータを用いることができる。
【００１２】
本発明に係る実装装置は、基板とチップとの間に樹脂を塗布し、該基板とチップを圧着し、前記樹脂をチップの側面にフィレットが形成されるまで押し拡げるとともに加熱手段による加熱によって樹脂を硬化させる実装装置において、チップを保持するチップ保持ツールに、チップの周囲に形成された前記フィレットに向けて熱風を吹きつける熱風吹出孔を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１３】
この実装装置においても、上記熱風吹出孔への熱風の供給経路は、上記チップ保持ツールに組み込まれた加熱手段内部または加熱手段直近部に形成されていることが好ましい。また、上記熱風吹出孔は、吹きつけ熱風をフィレット面に直接当てるべく、傾斜延設されていることが好ましい。
【００１４】
上記チップ保持ツールとしては、例えば、チップを直接保持するチップ保持アッタチメントと該チップ保持アッタチメントに連接され（例えば、吸着により連接され）上記加熱手段が組み込まれた加熱ツール部とからなるものに構成でき、上記熱風吹出孔がこの加熱ツール部に設けられている形態を採ることができる。
【００１５】
この場合、上記チップ保持アッタチメントあるいは少なくともそのチップ保持面が、チップサイズよりも小さく形成されていることが好ましい。このように構成すれば、熱風吹出孔から吹きつけられてきた熱風を容易に直接フィレットに当てることができるとともに、たとえチップ側面を樹脂が這い上がってきたとしても、その樹脂がチップ保持アッタチメントに付着することを防止できるようになる。上記チップ保持アッタチメントの材質としては熱伝導率の高い（１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上）セラミックが望ましいが、超硬鋼材やステンレスなどの一般的な金属材料であってもよい。
【００１６】
鵜記加熱手段は、前述の如く、加熱時間の短縮化のために、極力急速加熱可能な手段であることが好ましく、例えば、セラミックヒータからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
このように、本発明に係る実装方法および装置によれば、熱風吹出孔からの熱風をチップの周囲に形成されたフィレットに吹きつけることにより、熱風による熱伝達に優れた加熱により効率よく迅速にフィレットを硬化させることができ、チップ周囲部分に位置するフィレット部分を効率よく迅速に硬化させることにより、樹脂全体として余剰の拡がり、とくにフィレットの過大形成を抑制しつつ、付与樹脂全体を効率よく短時間で所定の形態に硬化、形成することができる。
【００１８】
また、フィレットを確実に所定形態に形成できるようになるので、チップ保持ツールにに樹脂が付着することも簡単に防止できるようになる。
【００１９】
フィレット部、ひいては付与樹脂全体を、不具合を発生させることなく、効率よく迅速に加熱硬化させることができ、実装工程全体としての生産性を向上し、タクトを短縮することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、従来方法と比較しながら、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施態様に係る実装方法および装置を示しており、図２は、比較のために例示した従来の実装方法および装置を示している。
【００２１】
まず、図２を参照して従来方法について説明する。図２に示す実装装置１０１において、１０２は基板、１０３は基板１０２に設けられた電極、１０４は基板１０２に実装されるチップ、１０５はチップ１０４に設けられたバンプを、それぞれ示している。図示例では、チップ１０４は、チップ保持ツール１０６に吸着等により保持され、チップ保持ツール１０６は、加熱手段としてのヒータ１０７が組み込まれた加熱ツール部１０８と、チップ１０４を直接保持し、加熱ツール部１０８に吸着等により連接されたチップ保持アッタチメント１０９とから構成されている。このような実装装置１０１においては、図２（Ａ）に示すように基板１０２とチップ１０４の間に（図示例では、基板１０２の電極１０３間部分に）、熱硬化性のアンダーフィル剤としての、例えば非導電性樹脂１１０が塗布される。そして図２（Ｂ）に示すように，チップ１０４を下降させて基板１０２とチップ１０４を圧着することにより、樹脂１１０が、チップ１０４の側面にフィレット１１１が形成されるまで押し拡げられる。このとき同時に、ヒータ１０７が組み込まれた加熱ツール部１０８により、樹脂１１０が加熱硬化されるが、フィレット１１１部分の硬化が遅れるため、フィレット１１１部分において樹脂１１０が不必要にチップ保持アッタチメント１０９の下面まで這い上がることがある。
【００２２】
フィレット１１１部分の硬化が遅れることにより、前述の如く、樹脂加熱硬化時間の管理が困難になるとともに、加熱硬化工程に要する時間が長くなり、実装工程全体の生産性を低下させる原因にもなる。また、フィレット１１１部分における樹脂１１０がチップ保持アッタチメント１０９の下面まで這い上がると、加熱硬化工程後に図２（Ｃ）に示すようにチップ保持ツール１０６を上昇させた際、アッタチメント１０９の下面に樹脂が付着した状態となり（付着樹脂１１２）、連続生産における障害となる。
【００２３】
これに対し、図１に示す本発明に係る実装装置１においては、電極３を有する基板２とバンプ５を有するチップ４との接合に際し、チップ４は、チップ保持ツール６に吸着等により保持される。本実施態様では、チップ保持ツール６は、加熱手段としてのセラミックヒータ７が組み込まれた加熱ツール部８と、チップ４を直接保持し、加熱ツール部８に吸着等により連接されたチップ保持アッタチメント９とから構成されている。本実施態様では、チップ４はチップ吸着孔６ａを介してチップ保持ツール６に保持され、チップ保持アッタチメント９は、チップ保持アッタチメント吸着孔８ａを介して加熱ツール部８に保持される。チップ保持アッタチメント９は、本実施態様では、少なくともそのチップ保持面が（図示例では、チップ保持アッタチメント９全体が）、チップサイズよりも小さく形成されている。そして、図２同様、基板２とチップ４の間に（図示例では、基板２の電極３間部分に）、熱硬化性のアンダーフィル剤としての、例えば非導電性樹脂１０が塗布され（図１（Ａ））、チップ４を下降させて基板２とチップ４を圧着することにより、樹脂１０が、チップ４の側面にフィレット１１が形成されるまで押し拡げられる（図１（Ｂ））。
【００２４】
上記チップ保持ツール６には、チップ４の周囲に形成されたフィレット１１に向けて熱風１２を吹きつける熱風吹出孔１３が設けられている。本実施態様では、熱風吹出孔１３への熱風供給経路１４が、加熱手段としてのセラミックヒータ７内を通過するように形成されており、セラミックヒータ７により効率よく急速加熱された熱風が、熱風吹出孔１３を介してフィレット１１に向けて吹きつけられる。この熱風供給経路１４は、加熱ツール部８の形状によっては、セラミックヒータ７の直近部に形成されてもよく、また、一旦ヒータチャンバ（図示略）等の内部に溜められた後、吹き出されるようにしてもよい。
【００２５】
熱風吹出孔１３からの熱風１２は、図１（Ｂ）に示すように、直接フィレット１１の表面に当てられるように吹きつけられる。直接フィレット１１の表面に対する熱風１２の吹きつけ角度は、垂直あるいはそれに近い角度が好ましいが、それが構造的に難しい場合には、その角度に極力近づくよう、熱風吹出孔１３を、フィレット１１の位置に向けて、図１（Ｂ）に示すように傾斜延設すればよい。
【００２６】
セラミックヒータ７により効率よく急速加熱された熱風が、熱風吹出孔１３を介してフィレット１１に当てられるので、フィレット１１部分は、高い熱伝達率をもって効率よく迅速に加熱硬化される。したがって、フィレット１１部分における樹脂が余剰に這い上がることはない。また、付与樹脂全体から見て、チップ４の周囲に位置する樹脂部分が迅速に硬化されるので、内部側から不要に樹脂が押し出されてくることもない。その結果、目標とする形状のフィレット１１が、効率よく迅速に形成されることになる。また、付与樹脂全体としても、迅速に目標形状へと硬化されることになり、加熱硬化工程に要する時間が大幅に短縮されることになる。
【００２７】
そして、樹脂硬化後には、図１（Ｃ）に示すようにチップ保持ツール６が上昇されるが、目標とする形状のフィレット１１が形成されているので、チップ保持アッタチメント９の下面に付着樹脂が残ることはない。とくに本実施態様では、チップ保持アッタチメント９がチップサイズよりも小さく形成されているので、たとえフィレット１１部分に這い上がり樹脂が発生したとしても、それがチップ保持アッタチメント９の下面に付着することは回避される。つまり、このような不具合の発生がより確実に防止されることになる。
【００２８】
さらに、本実施態様では加熱手段としてセラミックヒータ７を使用しているので、吹きつけ熱風の急速加熱が可能であり、加熱硬化工程の時間短縮に寄与している。勿論、このセラミックヒータ７は、熱風加熱以外にも、実装工程で要求される加熱の時間短縮に寄与できる。
【００２９】
このように、フィレット１１をそれに向けて吹きつけられた熱風により適切に局所加熱することにより、フィレット１１部分を極めて迅速に且つ目標とする形状へと硬化させることができ、実装工程全体の生産性を高めることができるとともに、タクトを大幅に短縮することが可能になる。
【００３０】
なお、本発明において、基板やチップは各種の形態を採り得る。すなわち、本発明において、基板とは、例えば、樹脂基板、ガラス基板、フィルム基板、チップ、ウエハーなど、種類や大きさに関係なく、チップが実装される側の全てのものを含む。また、本発明において、チップとは、例えば、ＩＣチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハーなど、種類や大きさに関係なく、基板に実装される側の全てのものを含む。また、前記実施態様では、基板側に電極、チップ側にバンプを設けた例について説明したが、これら電極やバンプに限定されず、電気的な接続が可能なものであればいかなる形態のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る実装方法および装置は、フィレット形成を伴うあらゆる基板へのチップ実装に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施態様に係る実装装置の概略構成図である。
【図２】従来の実装装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  実装装置
２  基板
３  電極
４  チップ
５  バンプ
６  チップ保持ツール
６ａ  チップ吸着孔
７  加熱手段としてのセラミックヒータ
８  加熱ツール部
８ａ  チップ保持アッタチメント吸着孔
９  チップ保持アッタチメント
１０  樹脂
１１  フィレット
１２  熱風
１３  熱風吹出孔
１４  熱風供給経路
【図１】
2006286798.tif 000003
【図２】
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